Техника - молодёжи 1955-06, страница 7

4. С помощью меченых атомов контролируется толщина прокатанных металлических листов и лент, определяет, ся разностенность труб и различных сосудов. Чем толще образец, тем сильнее поглощает он проходящее сквозь него излучение. С одной стороны контролируемого металлического листа помещается контейнер с ампулой, содержащей радиоактивный кобальт, а с другой стороны — соединенный с контейнером электронный счетчик. Между контейнером и счетчиком передвигается исследуемый лист или стенка трубы или сосуда. При одинаковой толщине листа или стенки стрелка счетчика будет показывать одно и то же деление, Но стоит измениться этой толщине, как в тот же мнг стрелка отклонится, показывая увеличение интенсивности излучения при уменьшении толщины объекта и, наоборот, уменьшение интенсивности при возросшей толщине объекта. Контролер в соответствующих местах делает отметки, указывающие на разностенность объекта контроля.

5. При исследовании методом меченых атомов скорости диффузии углерода в железе на образец стали наносится тонкий слой радиоактивного изотопа углерода. После этого сталь подвергают так называемому диффузионному отжигу, во время которого углерод диффундирует (проникает) в сталь.

6. Стальной прокат разных марок в начале технологического процесса маркируется радиоактивными метками по установленному шифру — каждой марке стали присваивается свое число радиоактивных меток. Метка наносится на металл электроискровым способом с помощью прибора, обеспечивающего нанесение определенной дозы радиоактивного фосфора. На всех последующих звеньях процесса прокатки металла устанавливаются электронные счетчики, которые расшифровывают марку стали прокатываемого рулона. Этот способ маркировки заменяет химический анализ образцов, отрезаемых от каждого рулона н<* различных стадиях его обработки. Метод меченых атомов упраздняет промежуточные контрольные химические анализы и значительно сокращает время технологического цикла обработки металла.

7. Методом меченых атомов определяется износ режущего инструмента и целых узлов различных механизмов. Для изучения износа поршневых колец автодвигателей эти кольца изготовляются из сплава, содержащего радиоактивный кобальт. Во время работы автодвигателя, когда поршневое кольцо трется о стенкн цилиндра, поверхность кольца теряет мельчайшие частички, которые попадают в масло, смазывающее двигатель. При этом масло становится радиоактивным. С помощью электронного счетчика определяют радиоактивность пробы масла, взятой из автодвигателя, и по ней устанавливают количество радиоактивного кобальта, попавшего в масло. Эти данные позволяют судить о степени износа поршневых колец.

8. Меченые атомы помогают металлургу получать чистые металлы, крайне необходимые промышленности.

Самой вредной примесью, резко ухудшающей качество металла, являет

ся сера. Поэтому для металлурга очень важно следить за чистотой выплавляемого им металла, не допускать попа, дания в него серы во время плавки. Особенно много серы находится в шлаке, который толстым слоем покрывает жидкий металл в домне или в мартеновской печи. Сера стремится перейти из шлака в металл, н контролировать этот процесс перехода можно эффективно только с помощью меченых атомов. Для этого в жидкий шлак вводился радиоактивный изотоп серы, который позволяет следить за движением серы в зоне раздела шлак — металл н определять скорость перехода серы из шлака в металл. Контроль за этим процессом помогает металлургу своевременно принимать меры для выпуска шлака из печи и отделения его от металла. Точно так же определяется переход различных элементов и примесей из шлака и кладки печи в расплавленный металл.

9. Меченые атомы позволяют обнаружить элемент в сплаве даже и тогда, когда содержание его не превышает миллионной доли процента. В сплав вводится изотоп радиоактивного элемента, распределение которого в сплаве мы хотим определить, например фосфора. Со сплава срезается тонкий слой, на который накладывается фотопластинка. После ее проявления получается контактный отпечаток, на котором ясно виден характер распределения фосфора между кристаллами сплава. Связь между плотностью почернения фотоэмульсии в местах, соответствующих фосфору, с содержанием его в сплаве используется для количественной оценки степени неоднородности сплава. Получая кривые зависимости плотности почернения от содержания элемента, мы легко определим количество его в исследуемом образце.

10. Часто требуется в производственных условиях быстро установить марку стали и выявить ничтожные количества важных легирующих примесей, от содержания которых зависит сорт стали, в этом случае в металлургии применяется радиоактивный акти-вационный анализ. Предположим, что нам нужно выделить из многих сортов стали, находящихся на заводском складе, марганцовистую сталь, содержащую большое количество марганца. При отсутствии соответствующей маркировки это можно быстро и точно сделать с помощью метода меченых атомов без разрушения металла. Обра-эец стали облучается потоком нейтронов, получаемых в специальных установках. При этом атомы элементов, входящих в состав стали, поглощают нейтроны, превращаясь в радиоактивные элементы. Но не все атомы одинаково легко вступают во взаимодействие с нейтронами. Атомы марганца гораздо легче, чем атомы железа. Поэтому при облучении куска стали, содержащей марганец, нейтроны взаимодействуют именно с атомами марганца, вызывая появление в образце радиоактивного марганца. К образцу подносят электронный счетчик. Количество электронов, попадающих в счетчик, будет тем больше, чем больше марганца содержится в стали, и тем большая интенсивность излучения будет зарегистрирована счетчиком.

11. На свойствах отражения радиоактивного излучения от металлического образца основан быстрый экспрессный анализ стали. Каждому элементу соответствует своя интенсивность отраженного излучения, которая регистрируется электронным счетчиком.

Научные комментарии к рисункам сделаны инженером Ю. Курдиновским

образец сшали

образец опали

кобальта. На основании показаний счетчика удастся установить тот момент, когда должны быть приняты специальные меры для предотвращения дальнейшего разрушения кладки — повышение охлаждения наиболее уязвимых мест, .более частый слив чугуна и т. д. — или печь должна быть остановлена для планового ремонта, Для «перестраховки» одновременно с кобальтом могут быть заложены ампулы с другим радиоактивным элементом, например с фосфором.

По резкому падению интенсивности пропускаемых сквозь вагранку гамма-излучений, обусловленному повышением уровня расплавленного в ней чугуна, можно непрерывно получать сведения о работе аагрен-ки. В тех случаях, когда в закрытом сосуде необходимо определять уровень менее агрессивной жидкости, чем расплавленный металл, достаточно снабдить его поплавком с радиоактивной «зарядкой». Без всяких дополнительных приспособлений поплавок будет подавать сигналы о своем местонахождении..

Установка для - непрерывного просвечивания металлических изделий, изготовляемых путем горячей прокатки, позволяет осуществить точную автоматическую регулировку этого процесса. Источник излучений помещается по одну сторону прокатываемого изделия, а счетчики или ионизационные камеры—по другую. По величине тока, протекающего через ионизационную камеру, мастер может определить толщину прокатываемого изделия и регулировать ее путем увеличения или уменьшения давления на валик прокатного стана. Но эта же ионизационная камера может работать и в качестве входной части автоматического устройства, управляющего моторами, которые, уменьшая или увеличивая давление на валки прокатного стана, будут поддерживать постоянство толщины прокатываемого изделия. Отметим попутно, что по числу импульсов, регистрируемых счетчиком, расположенным рядом с двигающейся тканью, можно определить, а следовательно, и регулировать толщину слоя краски, ложащейся на ткань при узорном прокрашивании.

Радиоактивными изотопами маркируют внешне однородные виды проката, изготовленные из разных сталей. Для этого электроискровым способом на стальную полосу наносят отметки, условно принятые для обозначения каждой марки стали. В состав электрода, который «прорисовывает» метки, входит изотоп элемента, излучающего бета-лучи. Контрольный прибор, вмонтированный в стане, на который поступает стальная лента, улавливает эти излучения и регистрирует образуемую ими «запись». Таким образом, с помощью приборов, «читающих» марку стали, изделия, из нее изготовляемые, .автоматически получают свой паспорт.

Пользуясь теми же принципами, можно почти мгновенно «взвесить» металл в огромном разливочном ковше. Порция «помеченного» радиоактивными индикаторами металла быстро и равномерно распределяется среди всей стали. По изменению силы излучения всей массы металла, наполняющего ковш, и зная степень относительной радиоактивности каждой единицы его веса, легко определить вес всего металла.

«РАДИОРАЗВЕДЧИКИ» РАССКАЗЫВАЮТ...

Радиоактивные «разведчики» особенно незаменимы в тех случаях, когда приходится расшифровывать отдельные стадии процессов, протекающих либо очень быстро, либо в скрытом виде. Таковы, например, различные химические превращения, с которыми мы имеем дело в самых различных отраслях техники. Только выяснив «механизмы» этих процессов.

5